原子结构与性质（考点清单）（讲+练）原卷版

专题10原子结构与性质

考点导航

考点01能层与能级考点02基态与激发态原子光谱

考点03构造原理与电子排布式考点04电子云与原子轨道

考点05原子核外电子排布的原理及表示方法考点06原子结构与元素周期表

考点07元素周期律

考点清单

■考点01能层与能级

1,能层

(1)定义：核外电子按—不同分成能层。

(2)电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距

离的关系：

能层—•二三四五六七

符号KLMNOPQ

最多电子数281832507298

离核远近

能量高低__________________►_

即能层越高，电子的能量越离京子核越

2.能级

(1)定义：同一能层的电子，还被分成不同能级。

(2)能级的符号和所能容纳的最多电子数如下表:

能层12345

能层符号——————

能级——...

226261026101426

最多电子数

281832……2n2

3.能层与能级的有关规律

（1）能级的个数=所在能层的能层―。

（2）能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电

子数依次为自然数中的奇数序列1,3,5,7…的2倍。即s级最多容纳2个电子，p级最多容纳6个电子，

d级最多容纳10个电子，f级最多容纳14个电子。

（3）英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数—。例如，Is、2s、3s、4s…能级最多都只能容

纳2个电子。

（4）每一能层最多容纳电子数为—（n为能层序数）。

（5）f能级的最小能层为4,d能级的最小能层为3。

（6）能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越_；再看同一能层各能级的能

量顺序为：E（ns）＜E（np）＜E（nd）＜E（nf）....

（7）不同能层中同一能级,能层序数越大，能量越例如：E（ls）＜E（2s）＜E（3s）o

（8）不同原子同一能层，同一能级的能量大小不同。例如：Ar的1s能级的能量数的1s能级的能量。

■考点02基态与激发态原子光谱

1.基态原子与激发态原子

（1）基态原子：处于最—能量状态的原子。

（2）激发态原子：基态原子—能量，电子会—到较高能级，变为激发态原子。

（3）基态、激发态相互间转化的能量变化

基态原子吸收能量激发态原子

传放陡墨,主要形式为光

2.原子光谱

（1）光谱的成因及分类

吸收光谱包奥■吸收能fitI释放能量箜曳发射光谱

①电子从较高能量的激发态跃迁到较低能最的激发态乃至基态时，将—能量；反之，将—能最。光（辐

射）是电子释放能量的重要形式之一。

②电子的跃迁是—变化（未发生电子转移），而原子得失电子时发生的是—变化。

③一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。

（2）光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。

■考点03构造原理与电子升防式

1.构造原理

(1)内容：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。

(2)构造原理示意图：图中用小圆圈表示一个—，每一行对应一个—，箭头引导的曲线显示递增电子

填入能级的顺序。

每一行对应

一个能层

每个小圈表示一个能级

各圆圈间连接线的方向表示随核电荷

数递增而增加的电了•填入能级的顺序

注：电子填充的常见一般规律:

Is—>2s—>2p—>3s—>3p—>4s—>3d—*4p—*5s—>4(1—>5p—>6s

(3)能级交错：构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能

层的。这种现象被称为能级交错。

注：①构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一

个思维模型，是个假想过程。

②能级交错现象是电子随核可荷数递增而出现的填入电子顺序的交错，并不意味着先填的能级能量一

定比后填的能级能量低

2.电子排布式

(1)定义：电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。

(2)表示方法：

「二一能级上填充的电子数

能层序数J!-I--------------

»能级符号

(3)书写方法——“三步法”(构造原理是书写基态原子电子排布式的主要依据)

第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1ST2S—>2PT3S—>3p—>4s—>3d—>4p—>5s—>4dT5p—>6s

第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。

第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。

注：在书写电子排布式时，一般情况下，能层—的能级要写在左边，而不是按构造原理的顺序写。

(4)在得出构造原理之前,由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子电子排布不符合构造原理，如Cr

和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54sl和3diO4s1由此可见，构造原理是被理想化了的。

（5）简化电子排布式

①定义：将原子中已经达到元素原子结构的部分，用相应的元素符号外加表示的

式子称为简化电子排布式。

②表示方法：如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为［He］2s22P3、［Ne3、［Ar］4s2。

（6）价层电子排布式

①价电子层的定义：为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电

子层（简称价层）。

②价电子的位置：

对于主族元素和零族元素来说，价电子就是电子。表示方法：色乂或亦乂叩，

对于副族和第VHI族元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括电子。

表示方法：（n-Dd'nsy或ndx（ffl4d10）或（n-2）P（n-l）dynsz或（n-2）Pnsy

③举例：元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如C1的价层电子排布式为3s23P*Cr的价层电子排

布式为3d54s%

■考点04电子云与原子轨道

1.电子云

原子核外电子绕核高速运动是没有确定的轨道的，就好像一团“带负电荷的云雾”笼罩在原子核周围，这种

“带负电荷的云雾''称之为电子云。

①电子云图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该处出现过一次。

②黑点的疏密程度表示了电子在原子核外出现的概率大小。点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小：

点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大。

③离核越近，电子出现的概率越大，黑点越密集，如：2s电子云比1s电子云更扩散。

2.原子轨道

表示电子在原子核外的一个空间运动状态，电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，s能

级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级有5个轨道。

原子

SPdf

轨道

球形哑铃形（纺锤形）

轨道

复杂复杂

形状

1«2%3%分,**

p.p.P:

轨道—一—一

个数

3.电子层、原子轨道与最多容纳电子数的关系

电子层1234........n

符号KLMN........—

原子轨道类型SSP-........—

最多容纳226———————........—

电子数28—........2*

■考点05原子核外电子排布的原理及表示方法

1.原子核外电子排布三原理

能量最低原子核外电子尽可能占有能量—的轨道，然后依次进入能最—的轨道，这样使整个原子处于最

原理_的能量状态.

泡利原理1个原子轨道里最多容纳一个电子，且自旋方向—。

电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占—的原子秋道，且自旋方向—O

洪特规则

特例：若S、p、d轨道上全空（p。、d。、力、半满（p3、d'5、f7）或全满（p6、dQf14）,则结构较稳定！

2.核外电子排布的表示方法的比较

原子（核素）含义在元素符号的左卜方标明质子数、左上方标明质量数的一种图示即为原子符号

符号实例的

化学中常在元素符号周围用或"X”来表示元素原子的最外层电子，相应的式

含义

电子式

子叫做电子式

•••

实例.P.K.•S.

原子（离子）含义将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子

结构示意

实例

图5）

电子排布含义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式

式实例K：Is22s22P63s23P64sl

为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分

简化电子含义

以相应稀有气体元素符号外加方括号表示

排布式

实例K：[Ar]4s,

价电子含义主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式

排布式实例Al：3s23Pl

含义每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子

电子排

Is2s2p3s3P

布图实例

[MJ[KJ卜（卜（卜"[u]ItI

名师点拨

书写电子排布式的常见错误与技巧

违反能量最低原理，如田田王］

违反泡利原理，如同或叵T可丁

常见错误—

违反洪特规则，如卜」|

不按能层排序书写，如Is22s22P63s23P64s23d6

同能级空机道不能省略，如山|不能写成［7日］

书写技巧出现d（或f）轨道时，电子按能级〃s、S—l）d顺序填充，但书写排列仍按能层顺序，如Fe:

Is22s22P63s23P63d64s2

■考点06原子结构与元素周期表

1,元素周期律

（1）定义：元素的性质随原子的核电荷数递增发生周期性递变，这•规律叫做元素周期律

（2）实质：元索性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。

2.元素周期系

定义：元素按其原子递增排列的序列称为元素周期系。

这个序列中的元素性质随着核电荷数的递增发生周期性的重复。

3.元素周期表

（1）含义：元素周期表是呈现元素周期系的表格。

（2）元素周期系与元素周期表的关系：

呈现

元素周期系.十元素周期表

!决定J

只有一种,绘制.右干种

注：①门捷列夫提出的原子序数是按相对原子质显从小到大的顺序对元素进行编号

②原子序数是按照元素核电荷数由小到大的顺序给元素编号而得到的序数。

③原子序数=数=—数=数

4.元素周期表的结构

（1）原子核外电子排布与周期的划分

周期外围电子排布各周期增加的能级元素种类

第IA族0族最外层最多容纳电子数

—•1

1s—2Is2

二

2sl—82s、2p8

三

3sl—83s、3p8

四4s1—84s、3d、4p18

五5s1—85s、4d、5p18

A6s,—86s、4f、5d、6p32

匕7sl—87s、5f、6d、7p32

（2）核外电子排布与族的关系

①价电子：主族元素的价电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属元素原子的价电子排布为nsl副族元

素的价电子与其最外层电子和次外层电子有关（痛系、婀系元素还与次次外层的f电子有关）。如铁元素的价

电子排布式为3d64s2。

②主族元素的族序数=原子的最外层电了•数。同主族元素原子的价电子排布相同，价电子全部排布在〃s或

〃s〃p能级上。

主族序数IAIIAHIAIVAVAVIAVHA

价电子构型7ZS1ns2ns2up1ns2np2叩4ws2np5

③稀有气体元素的价电子排布为7ts2/zp6（He为人2）。

④过渡元素（副族和第VIII族）同•纵列原子的价电子排布基本相同。

族序数JIBIVB・・・VHB

价电子构型(zi-Od'^s2(n-1)d2/?s2•••(n-1)d5ws2

族序数皿IBIIB

价电子构型(n-l)d6-8/?52(n-l)d,07is2

第川8族~¥1旧族可失去〃s和能级上的全部电子，最高正竹数=族序数。

第\皿族可失去最外层的s电子和次外层的部分（〃-l）d电子，其最高正价一般低于族序数（8）,只有Ru和

Os可表现出+8价，

第1B族可失去作电子和部分（〃-l）d电子，所以第IB族的族数＜最高正价，第HB族只失去〃S?电子，第

IlB族的族序数=其最高正价。

5•根据构造原理得出的核外电子排布与周期中元素种类数的关系

各周期总是从ns能级开始、以np结束（第一周期除外，第一周期从W开始，以Is?结束），中间按照构造原

理依次排满各能级。而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数（或电子数）就等于每个周期里的元素数，具

体数据如下：

：ls：-：2s-^p：-*：3e-»3p：-»：4s->3d-^4p：-»：5s-*ld-*5p：—68-4f-5d-^p—：7s-^f-«d-77p：-,

周期一二三四五七

最多容

纳的电28818183232

子数

元索数28818183232

6.元素周期表的分区

（1）按电子排布分区

①按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表（第IB族、第HB族除外）分为s、p、d、f4

个区，而第IB族、第IIB族的元素原子的核外电子因先填满了［n-l）d能级而后填充ns能级而得名ds区。

这5个区的位置关系如图所示。

②各区元素原子的价层电子排布、元素的位置及类别

分区元素位置价层电子排布式元素种类及性质特点

原子的核外电子最后排布在ns能级上，属于活泼金

s区IA族、HA族ns1-2

属元素（H除外），为碱金属元素和碱土金属元素

原子的核外电子最后排布在叩能级（He为s能级）

P区niA~vnA族及o族ns2np,6(He除夕卜)

上，为丰金属元素和少数金属元素

niB~VRB族（斓系、铜为过渡金属元素，原子的核外电子最后排布在（n-l）d

d区(nJ)"9nR-2(pd除外0

系除外）以及YD1族能级上，d轨道可以不同程度地参与化学键的形成

为过渡金属元素，核外电子先填满（n-l）d能级而后再

ds区IB族、HB族(n-l)d")ns、2填充ns能级，由于d轨道已填满电子，因此d轨道

一般不参与化学键的形成

f区锢系和制系(n-2)f°'l4(n-1)d°•2ns2翎系元素化学性质相似；钢系元素化学性质相似

(2)枚金属元素与非金属元素分区

①金属元素、非金属元素在元素周期表中的位置

沿着周期表中硼、硅、碑、硫、碳、与铝、锌、镯、针、之间画一条线，线的左边是金属元素（氢除外），线

的右边是非金属元素。非金属元素要集中在元素周期表右上角的三角区内（如图）。

②金属与非金属交界处元素的性质特点

在元素周期表中位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素（如硼、硅、

错、碑、铺等）常被称为半金属或类金属（一般可用作半导体材料）。

7.对角线规则

某些主族元素与右下方的主族元素的某些性质是相似的，这种相似性称之为对角戌规则。如Li和Mg在过

量的氧气中燃烧生成正常氧化物，而不是过氧化物。

■考点07元素周期律

1.原子半径

（1）影响原子半径大小的因素：和

（2）影响方式:

注：因为稀有气体元素与其他元素的原子半径的判定依据不同，一般不将其原子半径与其他原子的半径相

比较。

（3）微粒半径大小比较

范围微粒半径的变化举例

同周期（0族除外）原子或离子半径从左到到右逐渐—Na>Mg>Al

同主族原子或离子半径从上而下依次—Li<Na<K：Li+<Na+<K+

同元素①原子半径比其阳离子半径_

②原子半径比其阴离子半径_

电子层结构相同离子其核电荷数越大，离子半径—Al3+<Mg2+<Na+<F-<02-

既不在同周期找与一种元素在同周期、与另一种元素在如比较F、Na的原子半径，找CI或Li

又不在同主族同主族的元素作参照物作参照物：FVCIVNa或FVLiVNa

2.电离能与电负性

同周期从左到右，第一电离能有逐渐—的趋势，稀有气体的第一电离能最—

递变性

同主族从上到下，第•电离能有逐渐—的趋势。

电离能①判断元素金属性的强弱：电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强：反之越弱

应用②判断元素的化合价：如果某元素的/»»>/“，则该元素的常见化合价为+〃，如钠元素

/2»/1,所以钠元素的化合价为+1

同周期从左到右，主族元素电负性逐渐—

递变性

同一主族从上到下，元素电负性呈现—的趋势

电负性①判断金属性怀非金属性强弱：金属的电负性通常小于—

应用②判断元素在化合物中的价态：电负性大者显—价

③判断化学键类型：两元素的电负性差值大于一为离子键

3,主族元素的周期性变化规律

项目同周期（左一右）同主族（上―下）

核电荷数逐渐—逐渐—

原电子层数—逐渐____

子原子半径逐渐—逐渐—

结阳离子逐渐—

构离子半径阴离子逐渐一逐渐—

r（阴离子）（阳离子）

最高正化合价由+l-+7（O、F相同，最高正化合价=主

化合价

除外）负化合价=一（8一主族序数）族序数（0、F除外）

兀素的金属性和非金金属性逐渐____金属性逐渐____

属性非金属性逐渐—非金属性逐渐—

性

第一电离能有逐渐____的趋势逐渐—

质

电负性逐渐—逐渐—

离子的氧化性、还原阳离子氧化性逐渐—阳离子氧化性逐渐—

性阴离子还原性逐渐—阴离子还原性逐渐—

气态氢化物的稳定性逐渐—逐渐—

最高价氧化物对应的碱性逐渐―碱性逐渐—

水化物的酸碱性酸性逐渐—酸性逐渐—

考点演练

i.判断正误（正确的打y"，错误的打％”）。

①白磷和红磷互为同位素

②基态B原子的轨道表示式为印区Lt工

Is2s2p

③基态F原子的电子排布式为2s22P5

④K+与S?一具有相同的电子层结构

⑤离子半径：r（Li+）>/<H-）

⑥基态氮原子的核外电子有5种运动状态

⑦钠燃烧时火焰呈黄色与电子跃迁有关

⑧基态Ca原子的内层电子为全充满状态

⑨CHCb、COCb分子中所有原子的最外层都满足8电子稳定结构

2.某元素基态原子4s轨道上有1个电子，则该基态原子价电子排布不可能是（）

A.3P64slB.4s1C.3d54slD.3d4sl

3.下列说法正确的是

A.氧原子的结构示意图为⑹）

B.中子数为8的氮原子可表示为汹

C.基态Mn原子的价层电子排布图为（X

3d4s

D.CuCb中CW的电子排布式为[Ar]3d9

4.下列化学用语或图示表达正确的是

A.NaCI的电子式为Na：Cl：

O

B.NH3的VSEPR模型为

C.2P:电子云图为

D.基态24cl•原子的外围电子轨道表示式为'E

3d4s

5.工业上电解熔融AI2O3和冰晶石(Na.aAlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是

A.半径大小：r(AI3+)<r(Na+)B.电负性大小：z(F)<7(0)

C.电离能大小：/)(0)</i(Na)D.碱性强弱：NaOH<Al(OH)3

6.已知某微粒的核外电子排布式是Is22s22P63s23p",下列判断错误的是

A.该元素在周期表的位置是第三周期NA族

B.该元素最高价是+6,最低价是一2

C.该微粒原子核外有16种运动状态不同的电子

D.该微粒原子核外有5种能量不同的电子

7.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：

①Is22s22P63s23P4②Is22s22P63s23P3③Is22s22P3④Is22s22P5

则下列有关比较中正确的是()

A.第屯离能：④>©>①>②

B.原子半径：②乂^》③〉④

C.电负性：④：>③>②,①

D.最高正化合价：④>©=②)①

8.嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品的元素分析结果如图，下列有关含量前六位元素的说法正确的是

5c

4c

3(

2k(

氧硅铁钙铝镁其他

A.原子半径：AKSiB.第一电离能：Mg<Ca

C.Fe位于元素周期表的p区D.这六种元素中，电负性最大的是0

9.已知X、Y、Z、M、Q是原子序数依次增大的短周期元素。X的2s轨道全充满，Y的s能级电子数是p

能级的两倍，M原子核外有8种运动状态不同的电子，Q是短周期中除稀有气体元素外原子半径最大的元

素。下列说法不正确的是

A.第一电离能：Z>M

B.Q与M形成的化合物中可能含有非极性共价键

C.最高正价：X<Z<M

D.最高价氧化物对应水化物的酸性：YVZ

10.X、Y、Z、N是原子序数依次增大的4种短周期元素，其元素性质或原子结构如下表。下列说法正确的

是

元素元素性质或原子结构

X原子核外S能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，但第一电离能低于同周期相邻元素

Y原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，但第一电离能高于同周期相邻元素

Z其价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等

N只有一个不成对电子

A.原子半径：Z>Y>X

B.元素的电负性：X>N>Z

C.元素的第一电离能：Z>N>Y

1s2s2p

D.X的基态原子的电子轨道表示式：白白叵由王

11.填空：

①基态Fe原子的价电子排布式为_____________

②基态S原子价层电子排布式是_____________

③能量最低的激发态N原子的电子排布式为_____________

④基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为_____________

⑤Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为_____________

⑥基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]_____________

⑦基态Ni原子的价层电子排布式为________,在元素周期表中位置为_____________

12.请根据构造原理，按要求写出下列电子排布式或原子结构示意图：

(1)16s的电子排布式<>

(2)ioNa的次外层电子排布式o

(3)2oCa的最高能层的电子排布式______。